新理论解释环绕天体和中心天体的位置关系
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《位置和运动》探索宇宙,天体位置与运动当我们仰望星空,那璀璨的繁星和浩瀚的宇宙总是令人充满无尽的遐想。
在这广袤无垠的宇宙中,天体的位置和运动蕴含着无尽的奥秘,等待着我们去探索和解读。
天体的位置并非是随意而定的,而是受到多种因素的影响和制约。
首先,引力在天体位置的确定中起着至关重要的作用。
就拿我们所在的太阳系来说,太阳的巨大引力吸引着八大行星以及众多的小行星、彗星等天体,使它们在各自特定的轨道上运行。
这些轨道的形状、大小和位置,都是由太阳与天体之间的引力相互作用所决定的。
同时,天体之间的相互作用也会影响其位置。
例如,在一些双星系统中,两颗恒星相互环绕运动,它们的位置会随着彼此引力的变化而不断改变。
此外,星系中的恒星之间、星系与星系之间,也存在着复杂的引力相互作用,从而影响着天体在宇宙中的分布位置。
天体的运动更是充满了神奇和复杂性。
以行星为例,它们围绕太阳的运动遵循着开普勒定律。
开普勒第一定律指出,行星沿椭圆轨道绕太阳运行,太阳位于椭圆的一个焦点上。
这意味着行星在不同位置与太阳的距离是不同的,其运动速度也会相应发生变化。
开普勒第二定律则表明,连接行星和太阳的线段在相等的时间内扫过相等的面积。
这解释了为什么行星在靠近太阳时运动速度较快,而在远离太阳时运动速度较慢。
除了行星,恒星的运动同样引人入胜。
有些恒星会在星系中独自运动,而有些则会形成星团共同运动。
而且,星系本身也在不断地运动。
我们所在的银河系,正以一定的速度在宇宙中穿梭。
星系的运动受到宇宙大尺度结构的影响,例如暗物质和暗能量的作用。
研究天体的位置和运动,对于我们理解宇宙的演化和结构具有重要意义。
通过观测和分析天体的位置和运动,我们可以推测出天体的形成过程和未来的发展趋势。
例如,通过研究恒星在不同阶段的位置和运动特征,我们能够了解恒星的诞生、成长和死亡的过程。
而且,天体位置和运动的研究还能帮助我们寻找系外行星和可能存在生命的星球。
当一颗恒星周围的行星经过恒星前方时,会导致恒星的亮度发生微小的变化。
怎样确定一个天体的位置本章中我不得不引用并且解释一些专门的名词了。
如果我们想完全明白天体的运行,以及在任何时候观测星星的位置的话,这些专门名词的意义都是很重要的。
对于一位只想大致知道天界现象的读者,这一章并不是必要的。
但我一定要请那想更深一点了解天象的人来一同作更深的研究,研究我们在第二章里所描写过的天球。
我们现在回到图1上去,便可看出我们正在研究的两个球之间的关系;一个是真实的地球,我们住在它上面,它每天带着我们不停地旋转;另一个是天上看来仿佛存在的天球,它在极其辽远的距离之外从各方向围绕地球,它虽然不是实在的,我们却一定要想象着它,为的是知道到什么地方去寻找天体。
要注意我们是在天球的中心,因此天球上的东西都好像是在球的内部表面上,而我们是在地球的外部表面上。
这两球上的许多圈点都有类似的关系。
我们已经说过地球的转轴指出我们的南北极,又从两个方向直横过长空,指出天球上的南北极来。
我们知道地球的赤道环绕地球,离两极同样远。
同样的,在天球上也有一条赤道环绕天球,与两天极各成90度。
假使能把它画在天上,那我们就日夜都能看见它永远在不变的位置上。
我们可以准确地想象出它的形状来。
它在正东正西两点上与地平线相交,实际上也便是当春分、秋分(3月、9月)时,太阳在地平线上的12小时内,由周日运动在天上移动的那一条路线。
在美国北部诸州看来,它正好横过天顶与南方地平线之间的正中间,越往南来,它也越近天顶——在中国的大部分地区看来,也是如此。
正像我们有平行于赤道而环绕地球赤道南北的纬度圈一样,天球上也有与天球赤道平行以两天极为中心的圈子。
正像地球上的纬度圈越接近两极越小一样,天球上的纬度圈也越接近天极越小。
我们知道地上的经度是根据通过该地的从北极到南极的子午圈而定的。
这子午圈与格林威治子午圈所成的角度便是当地的经度。
4图3天球的经纬在天球上,我们也有同样的东西,也想象出一些线介于北天极到南天极之间在各方向散开,但都与天球赤道成直角正交,如图3所示。
天体运行论引言天体运行是天文学的基础研究之一,涉及到行星、恒星和其他宇宙物体的运动规律。
通过研究天体运行,人类可以更好地理解宇宙的演化和天体间的相互关系。
本文将介绍天体运行的基本概念、重要的观测发现以及相关的理论模型。
天体运行的基本概念天体运行是指天体在空间中的移动过程,包括行星绕太阳的公转、卫星绕行星的公转以及恒星的自身运动等。
以下是一些基本概念:1.公转:行星绕恒星(通常指太阳)运动的过程称为公转。
公转的轨道形状可能是椭圆、圆形或近似直线。
根据开普勒定律,行星的轨道是椭圆,而太阳位于椭圆的一个焦点上。
2.自转:天体自身的旋转运动称为自转。
自转的速度可能不同,例如地球的自转周期是大约24小时。
3.卫星公转:行星的卫星也可以绕行星进行公转,类似于行星绕恒星的公转。
4.年代:一个行星绕恒星公转一周所需的时间称为年代。
例如,地球绕太阳的年代大约是365天。
天体运行的观测发现人类观测天体运行已有数千年的历史,许多观测发现为我们理解宇宙和天体运行提供了宝贵的信息。
以下是一些重要的观测发现:1.行星逆行:观测者会发现,有时行星在夜空中的移动方向是逆向的,称为逆行。
这是由于行星和地球的相对运动造成的。
2.春分点的移动:观测者也会发现,太阳每年在黄道上的位置并不固定,而是在春分点周围发生微小的移动。
这是由于地球轨道的偏离造成的。
3.恒星的自行:与行星类似,恒星也会有自身的运动,称为自行。
通过观测恒星的位置变化,可以计算出它们的自行速度和方向。
天体运行的理论模型为了更好地解释和预测天体运行,科学家提出了各种理论模型。
以下是几种常见的理论模型:1.开普勒定律:开普勒定律是描述行星公转轨道的重要定律。
根据开普勒定律,行星的公转轨道是椭圆,而太阳位于椭圆的一个焦点上。
2.牛顿引力定律:牛顿引力定律是解释天体运动的基本定律。
根据牛顿引力定律,天体间存在引力相互作用,其大小与质量和距离的乘积成正比。
3.爱因斯坦广义相对论:相对论是解释重力和天体运动的重要理论之一。
高三物理天体环绕知识点天体环绕是高三物理教学中的一个重要知识点,它是理解天体运动规律的基础。
本文将从行星运动、人工卫星运行和地球公转等角度介绍天体环绕的相关知识。
一、行星运动行星运动是天体环绕的一种形式,它包括行星绕恒星的公转和自转。
行星沿着椭圆轨道围绕恒星运动,这个轨道的形状和行星与恒星之间的引力有关。
根据开普勒定律,行星的轨道是个椭圆,恒星在椭圆的一个焦点上。
行星绕恒星的运动速度是不均匀的,这是由于行星与恒星之间的距离在运动中发生变化导致的。
行星的自转是指行星绕自身的轴线旋转,造成昼夜交替的现象。
行星的自转轴一般与其公转轴是不重合的,这导致了行星上的不同地区有不同的季节和温度。
二、人工卫星运行人工卫星运行是指人类制造的卫星绕地球或其它行星的运动。
人工卫星可以用来进行通信、导航、天气预报等各种应用。
人工卫星需要具备一定的速度和高度才能保持在轨道上运行。
根据轨道的高度不同,人工卫星可以分为低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)和高地球轨道(GEO)。
不同的轨道高度对应着不同的卫星应用和性能要求。
人工卫星的运行速度和轨道高度密切相关。
运行速度越快,轨道高度越高,卫星所绕地球一周所需时间越长。
人工卫星的速度需要与地球引力平衡,以保持稳定的轨道。
同时,为了避免与其他卫星的碰撞,卫星的运行轨道需要保持一定的间距。
三、地球公转地球的公转是指地球绕太阳运动的现象,它是引起四季交替和年份的变化的主要原因之一。
地球绕太阳公转是一个椭圆轨道运动,是根据开普勒定律进行的。
地球的公转速度是不均匀的,这是由于地球与太阳之间的距离在运动中发生变化导致的。
在地球公转过程中,太阳直射点的位置也会发生变化,从而影响到地球上不同地区的气温和季节。
结语天体环绕是高三物理教学中的一大重点,本文从行星运动、人工卫星运行和地球公转三个角度进行了简要介绍。
对于理解天体运动规律,掌握这些知识点是非常重要的。
希望本文对高三物理学习有所帮助。
天体运行三定律引言天体运行是宇宙中最基本的现象之一,对于揭示宇宙的奥秘和理解地球的运行规律至关重要。
在天文学中,有着三个重要的定律,也被称为开普勒定律,它们帮助我们理解天体的运动轨迹和相互之间的关系。
本文将详细介绍这三定律以及它们的应用。
第一定律:椭圆轨道开普勒的第一定律表明,天体的运动轨迹是椭圆形的,而不是圆形。
这意味着天体绕着一个焦点运行,而不是绕着中心点。
椭圆轨道有两个焦点,其中一个焦点是天体所绕行的中心星体。
我们的地球绕着太阳运行的轨道就是一个椭圆。
开普勒第一定律的发现对于我们理解宇宙的运行方式具有重要意义。
第二定律:面积速度相等开普勒的第二定律描述了天体在其椭圆轨道上运行时,它与中心天体之间的连线在相等时间内扫过相等的面积。
简单来说,当天体距离中心点较近时,它在单位时间内将移动较快,而当天体距离中心点较远时,它在单位时间内将移动较慢。
这个定律帮助我们理解了天体在运动过程中的速度变化规律。
第三定律:调和定律开普勒的第三定律被称为调和定律,它描述了天体运行周期和轨道半长轴的关系。
具体而言,如果我们知道两个天体的轨道半长轴,那么它们的运行周期的平方与轨道半长轴的立方成正比。
这个定律帮助我们计算出天体的运行周期,或者根据已知的运行周期来推算天体的轨道半长轴。
应用举例这三个定律在天文学中有着广泛的应用。
例如,通过观测行星在天空中的位置和轨道,我们可以利用开普勒的三定律来计算行星的运行周期、轨道半长轴等信息。
这些信息对于研究行星形成和演化过程以及宇宙的起源和演化等问题至关重要。
开普勒的三定律也被应用于人造卫星和航天器的轨道设计和控制。
通过合理地设计轨道半长轴和速度,可以使卫星或航天器的运行更加稳定和高效。
这些应用使得我们能够更好地利用空间资源,推动科学研究和探索的发展。
结论天体运行三定律为我们解释了天体运动的规律和轨迹形状,帮助我们理解宇宙的运行方式。
开普勒的第一定律揭示了天体运行轨道为椭圆形;第二定律指出了天体在椭圆轨道上的面积速度相等;第三定律描述了天体运行周期和轨道半长轴之间的关系。
卫星环绕规律介绍卫星环绕规律是指卫星在绕行天体轨道时所遵循的一系列规律和定律。
随着人类对宇宙的探索和科学技术的发展,对卫星环绕规律的研究越来越深入。
本文将从多个角度探讨卫星环绕规律的相关内容。
卫星轨道类型卫星环绕规律首先涉及到卫星的轨道类型。
根据轨道的形状和位置,卫星轨道可以分为地球同步轨道、极地轨道、近地轨道等多种类型。
不同的轨道类型对应着不同的环绕规律和应用场景。
1. 地球同步轨道地球同步轨道是指卫星的轨道周期与地球自转周期相等,使得卫星始终停留在同一地点上方。
这种轨道常用于通信卫星,使得卫星可以覆盖固定的地面区域。
地球同步轨道的环绕规律包括轨道高度、倾角和周期等参数的设计。
2. 极地轨道极地轨道是指卫星绕地球极点运行的轨道,轨道倾角接近90度。
极地轨道通常用于地球观测卫星,可以实现对全球各个地区的观测覆盖。
极地轨道的环绕规律包括轨道倾角、高度和飞行速度等参数的选择。
3. 近地轨道近地轨道是指卫星距离地球较近的轨道,通常高度在1000公里以下。
近地轨道常用于科学实验、空间站和卫星导航等应用。
近地轨道的环绕规律涉及到轨道高度、倾角、速度和周期等多个因素的综合考虑。
卫星运动规律卫星在轨道上运动时,遵循一系列运动规律。
这些规律包括开普勒定律、牛顿运动定律和引力定律等。
1. 开普勒定律开普勒定律是描述行星和卫星运动的基本定律,包括第一定律、第二定律和第三定律。
第一定律指出行星和卫星沿椭圆轨道运动,其中椭圆的一个焦点位于天体的中心。
第二定律描述了行星和卫星在轨道上的速度和位置关系,即在相同时间内,它们扫过的面积相等。
第三定律则是描述了行星和卫星轨道周期和轨道半长轴之间的关系。
2. 牛顿运动定律牛顿运动定律是描述物体运动的基本定律,适用于卫星在轨道上的运动。
根据牛顿第一定律,卫星在没有外力作用下会保持匀速直线运动或静止。
牛顿第二定律描述了卫星受到的力和加速度之间的关系,根据万有引力定律,卫星受到地球引力的作用。
高中物理天体知识点总结嘿!同学们,今天我来给大家讲讲让好多人头疼的高中物理天体知识。
先来说说开普勒定律吧!这就好比我们在操场上跑步,跑的轨迹是有规律的,天体运行也是这样啊!开普勒第一定律说,天体绕太阳运动的轨道是椭圆,太阳就在椭圆的一个焦点上。
这难道不神奇吗?你想想,星星们就这么乖乖地沿着特定的轨道跑,它们怎么就这么听话呢?再看开普勒第二定律,行星和太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
这就好像我们分蛋糕,要保证每次切下来的那一块大小差不多,不然可不公平啦!还有开普勒第三定律,行星公转周期的平方和它与太阳平均距离的立方成正比。
这就好比跑步比赛,跑得远的人花费的时间也更长,而且它们之间有着固定的关系。
说到万有引力定律,那可太重要啦!就像我们被地球紧紧地吸在地面上一样,天体之间也有着这样强大的吸引力。
难道你不好奇,为什么月亮不会一下子飞走,而是乖乖地绕着地球转?这都是因为万有引力在起作用呀!计算天体质量的时候,我们就像小侦探一样,通过一些线索来找出答案。
比如知道一个天体绕另一个天体的运动情况,就能算出中心天体的质量。
这是不是很有趣,就像通过脚印来推测是谁来过一样!同步卫星呢,总是乖乖地待在特定的位置,为我们服务。
它为什么能这样?还不是因为天体知识在帮忙!在学习这些知识的时候,我经常和同学们一起讨论,有时候争得面红耳赤。
“这到底是怎么回事啊?”“我觉得应该是这样!”大家你一言我一语,别提多热闹了。
老师也会耐心地给我们讲解,直到我们明白为止。
“同学们,好好想想,是不是这个道理?”老师的话总是能让我们恍然大悟。
总之,高中物理的天体知识虽然有点难,但只要我们用心去学,就像攻克一个个堡垒一样,一定能把它拿下!难道你不想成为天体知识的小专家吗?我相信,只要努力,我们都能行!。
行星和天体是如何绕中心旋转的行星和天体是人类观察天空和宇宙时经常可以看到的天体,它们的运动轨迹和运动方式引起了科学家们的深刻思考。
如何解释和理解行星和天体是如何绕中心旋转的,是一个科学问题,涉及天文学、物理学等多个学科领域。
一、基本概念在讨论行星和天体的运动规律和路径之前,我们先来了解一些基本的概念。
1. 中心中心,指的是行星和天体绕其旋转的固定点,通常是天体的质心。
在太阳系中,太阳是中心。
2. 质心质心,指的是一个物体内部各个部分的质量重心,不同部位的质量大小是有差异的。
对于行星和天体,它们的质心通常位于行星或天体内部,对于整体的运动有着重要的影响。
3. 引力引力,指的是物质之间的相互吸引和拒斥力,是唯一的基本相互作用力之一。
在太阳系中,所有行星和天体之间都存在着引力。
二、行星和天体的公转行星和天体绕中心旋转的最基本运动形态是公转。
公转是指行星和天体沿着一个椭圆形轨道绕中心旋转的运动。
1. 开普勒定律公转的轨道是一个椭圆形,这是由开普勒定律所描述的。
开普勒定律是关于行星运动的基本规律,经过长期的观察和研究,开普勒定律得到了广泛的应用,成为了研究天体运动的基础。
2. 椭圆轨道公转轨道的形状是椭圆,这是另一个重要的概念。
椭圆是一种形状,在数学和几何学中得到了广泛的研究和应用。
行星和天体的公转轨道都是椭圆形的,按照轨道离中心点的远近可以分为不同的椭圆形。
3. 规律性行星和天体的公转运动具有一定的规律性。
它们沿着椭圆形轨道运动,在不受外力影响的情况下,其运动速度和距离是有规律的。
三、行星和天体的自转行星和天体除了沿着椭圆形轨道公转,还会自身绕自转轴旋转。
自转轴是指行星或天体自身的旋转轴线,它的位置和方向对于行星或天体的运动有重要的作用。
1. 自转周期行星和天体的自转周期是指行星或天体绕自身轴旋转一周所需要的时间。
不同行星和天体的自转周期各不相同,根据它们的半径和自身质量形成的旋转速度也不同。
2. 赤道偏移行星和天体的自转轴并不一定和公转轴重合,如果两者不重合,就会导致赤道的位置偏移。
天体环绕规律
天体环绕规律研究了在宇宙中天体之间的运动关系。
通过观测和分析,科学家
们已经揭示了许多有趣的规律和模式。
首先,我们知道太阳是地球的中心,地球围绕太阳运行。
这种运动被称为公转,它是地球一年的基础。
地球绕太阳运动的轨道是椭圆形的,这意味着地球距离太阳的距离在一年中是不断变化的。
这就解释了为什么地球在不同的季节里,我们会感受到不同的气候。
除了地球绕太阳的公转,地球还自转。
地球自转的速度相对较快,以每小时大
约1670公里的速度自西向东旋转。
地球自转导致了白天和黑夜的交替。
太阳看起
来从东方升起并在西方落下,但实际上是地球的自转造成了这种现象。
卫星也遵循着类似的运动规律。
月球围绕地球公转,这是导致我们看到不同月
相的原因。
从地球上观察,可以看到月球的不同面积被太阳照亮,这就形成了月相的周期性变化。
除了地球和月球,其他行星也遵循着类似的运动规律。
例如,火星公转的周期
大约为地球的两倍,导致火星的季节变化比地球更加明显。
这样的规律可以帮助我们更好地理解和预测其他星体的运动和行为。
总结来说,天体环绕规律是宇宙中天体之间运动的规律。
通过研究这些规律,
我们能够更好地了解和解释宇宙中的现象,这有助于深化我们对宇宙运行和演化的认识。
专题7天体环绕规律及应用(教师版)一、目标要求目标要求重、难点万有引力作用下圆周运动的一般结论重难点同步卫星与近地卫星重难点卫星变轨问题难点二、知识点解析1.分析天体运动的主要思路(1)一个模型无论是自然天体(行星,月球等),还是人造航天器(人造卫星,空间站等),只要研究对象的轨迹是圆形,就可将其简化为质点的匀速圆周运动.(2)两条规律①中心天体表面附近重力近似等于万有引力,即2G M m m g R=,则2gR GM =(g 表示中心天体表面附近的重力加速度.②绕中心天体的行星或卫星的运动近似看作匀速圆周运动,所受的万有引力等于其向心力,即:22222π=====Mm v G ma m mr mv m r r r T ωω⎛⎫ ⎪⎝⎭向2.人造卫星(1)人造卫星的分类在地球上水平抛出的物体,当它的速度足够大时,物体就永远不会落到地面上,它将围绕地球旋转,变为一颗人造地球卫星,简称人造卫星.①人造卫星按运行轨道可分为低轨道卫星、中轨道卫星、高轨道卫星,以及地球同步轨道卫星、极地轨道卫星等.②人造卫星按用途可分为科学卫星、技术试验卫星和应用卫星.(2)人造卫星的运动规律卫星运行的轨道一般为椭圆形,中学阶段我们只考虑卫星的轨道为圆形的情况,这样卫星受到的万有引力提供了卫星做圆周运动的向心力.设卫星的轨道半径为r,线速度大小为v,角速度大小为ω,周期为T,向心加速度为a.3.近地卫星近地卫星的轨道半径近似等于地球的R,其运行的速度1=7.9v km/s,是所有卫星的最大绕行速度,运行周期T=85min,是所有卫星的最小周期;向心加速度9.8a g==m/s2,是所有卫星的最大加速度.4.同步卫星相对地面静止,跟地球自转同步的卫星叫做地球同步卫星,也称为静止轨道卫星.①周期一定:T=24h②角速度一定:其绕地运行的角速度等于地球自转的角速度.③轨道一定a.所有同步卫星的轨道必在赤道平面内b.所有同步卫星的轨道半径都相同,即在同一轨道运动,据2224πMmG m rr T=,得44.2410r=⨯km,卫星离地面高度 5.6h r R R=-≈=43.5910⨯km,确定的高度为43.5910⨯km④环绕线速度一定:在轨道半径一定的条件下,同步卫星的环绕速率也一定,且为:3.08v==km/s且环绕方向为地球自转方向⑤向心加速度大小一定:在轨道半径一定的条件下,同步卫星的向心加速度a ⊥的大小一定,由牛顿第二定律和万有引力定律得:()()222GMR ha R h R h ⊥==++,其向心加速度大小都约为0.23m/s 25.同步卫星、近地卫星和赤道上物体的比较如图所示,用A 代表同步卫星,B 代表近地卫星,C 代表赤道上的物体.同步卫星A 和近地卫星B 都是卫星,绕地球运行的向心力由地球对它们的万有引力提供,所以卫星的运动规律都适用;赤道上的物体C 随地球自转的向心力由万有引力的一个分力提供,所以卫星的运动规律对赤道上的物体不适用比较内容赤道表面的物体近地卫星同步卫星向心力来源万有引力的分力万有引力向心力方向指向地心线速度11v rω=2GMv R=()33GM v R h R hω=+=+132v v v <<(2v 为第一宇宙速度)角速度1=ωω自23=GM R ω()33==GMR h ωω+自132=ωωω<向心加速度211a Rω=2222G M a R R ω==()()2332GMa R h R h ω=+=+132a a a <<6.卫星变轨运动分析(1)圆周运动:万有引力提供圆周运动向心力(球心间距等于轨道半径):2221222π===m m v G m mr m rr r T ω⎛⎫⎪⎝⎭(2)椭圆运动:①当v增大时,所需向心力2vmr增大,即万有引力不足以提供向心力,卫星将做离心运动,脱离原来的圆轨道,轨道半径变大,但卫星一旦进入新的圆周轨道运行,由v知其运行速度要减小.②当卫星的速度突然减小时,所需的向心力2vmr减小,即万有引力大于卫星所需的向心力,因此卫星将做向心运动,同样会脱离原来的圆轨道,轨道半径变小,进入新的圆轨道运行时,由v知其运行速度将增大.(3)规律总结:①稳定在新轨道上的运行速度由v计算.②卫星绕过不同轨道上的同一点(切点)时,其加速度大小关系可用2=GMmF mar=比较得出.③卫星在不同轨道上的运行周期大小可以借助开普勒第三定律再结合半长轴比较得出.三、考查方向题型1:高轨低速大周期的应用典例一:(2018江苏)我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高.今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705km,之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km,它们都绕地球做圆周运动.与“高分四号冶相比,下列物理量中“高分五号”较小的是()A.周期B.角速度C.线速度D.向心加速度题型2:同步卫星典例二:(2012•北京)关于环绕地球运动的卫星,下列说法中正确的是()A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,不可能具有相同的周期B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率C.在赤道上空运行的两颗地球同步卫星,它们的轨道半径有可能不同D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面一定会重合题型3:卫星变轨问题典例三:(2016•北京)如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行,在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。
《万有引力与航天》中“跟随”与“环绕”问题分析作者:张驰郭春文来源:《中学教学参考·理科版》2020年第11期[摘要]《万有引力与航天》涉及两种圆周运动:地球上的物体跟随地球的自转做圆周运动,天上的卫星环绕地球做圆周运动。
两者特别容易混淆。
文章针对这一难点进行分析,并指出地球同步卫星是两者的纽带。
[关键词]万有引力;跟随;环绕;向心力[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2020)32-0049-03地球上的物体被动地跟随地球做圆周运动,这种运动与地球的自转有关。
天上的卫星主动环绕地球做圆周运动,从动力学角度看,这种运动与地球的自转无关。
虽然这两类模型都是匀速圆周运动,但二者还是有所区别的,其中最本质的区别在于向心力的来源不同。
本文结合高考题、模拟题进行剖析。
一、跟随模型1.向心力来源:由万有引力的一个分力提供课本上,重力是这样定义的:因为地球的吸引而使物体受到的力叫重力,那么为什么不直接说万有引力就是重力呢?其实,地球不停地自转导致地球上的物体被迫跟随它做匀速圆周运动,其向心力由万有引力的一个分力提供,万有引力的另一个分力就是我们熟悉的重力。
如图1所示,万有引力的方向指向地球球心,向心力方向垂直地轴,重力方向竖直向下。
物体跟随地球自转做圆周运动,这种运动跟地球的自转有关。
2.在考虑地球自转的情况下,万有引力与重力的关系随着纬度的降低,物体跟随地球自转而做圆周运动的轨道半径增大,因而物体做圆周运动的向心力F向([F向=mω2r],式中[ω]是定值)也随之增大,故物体重力随着纬度降低而减小,即重力加速度g从两极到赤道逐渐减小。
正是由于地球的自转,导致不同纬度处的重力加速度有所不同。
接下来讨论两个特殊位置的情況。
如果物体在地球两极表面,则物体不会跟随地球自转而做圆周运动,即[r=0],[F向=0],因此万有引力全部等于重力。
如果物体在地球赤道表面,万有引力和它的两个分力(即重力和向心力)都指向地球球心,因此万有引力等于重力与向心力之和。
新理论解释环绕天体和中心天体的位置关系如果没有其他天体的影响,每一个独立的环绕天体和中心天体的位置关系都是:环绕天体在中心天体的赤道平面上。
即使有其他天体的影响,环绕天体也不会偏离中心天体所在赤道平面太多。
解析如下:我2013年同时在科学智慧火花栏目发表的《地球重力场是由于地球的辐射和自转形成的》及美国物理学会发表的《引力的辐射说》指出:引力场形成的条件:1、辐射,2、自转,缺一不可。
辐射、自转是任何一个物体都具备的,自转的物体产生引力场——弯曲的引力空间,弯曲的引力空间通过作用存在引力场之内物体的辐射产生引力,即弯曲的引力空间“下压”存在引力场的物体,其实就是向心,向心的原因是因为离转动中心越近引力空间的弯曲程度越大,和万有引力论述的两个物体的引力和距离的平方成反比是一致的。
任何物理都在辐射,辐射使物体的质量减少。
物体由于辐射减少的质量与物体的密度、热力学温度、表面积、时间的乘积成正比。
数学表达式,m = B ×ρ×T ×S ×t ,其中B是比例常数,ρ是物体密度,T 是热力学温度,S 是物体表面积,t 是物体辐射的时间。
由辐射的数学表达式得出:温度大于热力学温标零度的物质都会辐射。
引力、引力场,地球辐射和自转的过程是形成引力场的过程。
推广到一般,所以要准确描述引力、引力场的大小必须考虑辐射和自转。
引力形成引力场的重要因素是辐射、自转,由辐射的数学表达式可知,物体辐射的强度和物体的密度、温度、表面积有关,形成引力场的另一个因数是自转。
由上述分析可知,万有引力定律的逻辑描述是正确的,即描述引力的制约方式是正确的,但是确定引力的制约因素是物体的质量不准确。
有上述分析可知,应该用物体的辐射强度和自转角速度的乘积代替万有引力定律中的质量。
引力的表达式为:F=G(B ×ρ1 ×T 1×S1×ω1)(B ×ρ2 ×T 2×S 2×ω2)/R2,所以引力场强的大小的表达式是:E=G(B ×ρ×T ×S×ω)/R2,其中,R是距辐射源中心的距离,ω是辐射源自转的角速度,G是引力恒量(不是万有引力恒量)。
1.“中心天体—环绕天体模型”的核心是做圆周运动的“环绕天体”所需的向心力由“中心天体”对它的万有引力提供,有G Mm r 2=mr 4π2T 2、G Mm r 2=m v 2r等方程.可得中心天体质量M =4π2r 3GT 2环绕天体在轨运行速度v = GM r等(其中r 为环绕天体轨道半径). 2.在赤道上随地球自转的物体不是卫星,它随地球自转所需向心力由万有引力和地面支持力的合力提供.1.(2019·湖北天门、仙桃等八市第二次联考)2018年12月27日,北斗三号基本系统已完成建设,开始提供全球服务.其导航系统中部分卫星运动轨道如图1所示:a 为低轨道极地卫星,b 为地球同步卫星,c 为倾斜轨道卫星,其轨道平面与赤道平面有一定的夹角,周期与地球自转周期相同.下列说法正确的是( )图1A .卫星a 的线速度比卫星c 的线速度小B .卫星b 的向心加速度比卫星c 的向心加速度大C .卫星b 和卫星c 的线速度大小相等D .卫星a 的机械能一定比卫星b 的机械能大2.(2019·山东省实验中学第二次模拟)如图2所示,a 为放在地球表面赤道上随地球一起转动的物体,b 、c 、d 为在圆轨道上运行的卫星,轨道平面均在地球赤道面上,其中b 是近地卫星,c 是地球同步卫星.若a 、b 、c 、d 的质量相同,地球表面附近的重力加速度为g ,则下列说法中正确的是( )图2A .b 卫星转动的线速度大于7.9 km/sB .a 、b 、c 、d 的周期大小关系为T a <T b <T c <T dC .a 和b 的向心加速度都等于重力加速度gD .在b 、c 、d 中,b 的动能最大,d 的机械能最大3.(2020·贵州安顺市质量监测)如图3所示,A为放在地球表面赤道上的物体,B为一轨道在赤道平面内的实验卫星,C为在赤道上空的地球同步卫星,地球同步卫星C和实验卫星B的轨道半径之比为3∶1,两卫星的环绕方向相同,那么关于A、B、C的说法正确的是()图3A.B、C两颗卫星所受地球万有引力之比为1∶9B.B卫星的公转角速度大于地面上随地球自转物体A的角速度C.同一物体在B卫星中对支持物的压力比在C卫星中小D.B卫星中的宇航员一天内可看到9次日出.4.(2019·安徽安庆市下学期第二次模拟)2019年1月3日10时26分,嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地的预选着陆区.存在“月球背面”是因为月球绕地球公转的同时又有自转,使得月球在绕地球公转的过程中始终以同一面朝向地球.根据所学物理知识,判断下列说法中正确的是()A.月球绕地球公转的周期等于地球自转的周期B.月球绕地球公转的周期等于月球自转的周期C.月球绕地球公转的线速度大于地球的第一宇宙速度D.月球绕地球公转的角速度大于地球同步卫星绕地球运动的角速度5.(2019·湖北“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”期末)宇宙中某一质量为M、半径为R 的星球,有三颗卫星A、B、C在同一平面上沿逆时针方向做匀速圆周运动,其位置关系如图4所示.其中A到该星球表面的高度为h,已知引力常量为G,则下列说法正确的是()图4A.卫星A的公转周期为2πh3 GMB.卫星C加速后可以追到卫星BC.三颗卫星的线速度大小关系为v A>v B=v CD.三颗卫星的向心加速度大小关系为a A<a B=a C6.(2020·安徽合肥市调研)2018年7月27日,发生了“火星冲日”现象,火星运行至距离地球最近的位置.火星冲日是指火星、地球和太阳几乎排列成一条直线,地球位于太阳与火星之间,此时火星被太阳照亮的一面完全朝向地球,所以明亮易于观察.地球和火星绕太阳公转的方向相同,轨道都近似为圆,火星公转轨道半径为地球的1.5倍,则下列说法正确的是()A.地球与火星的公转角速度大小之比为2∶3B.地球与火星的公转线速度大小之比为3∶2C.地球与火星的公转周期之比为22∶3 3D.地球与火星的向心加速度大小之比为33∶2 27.(多选)(2019·陕西汉中市第二次教学质检)图5甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源,延长卫星的使用寿命.图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前,二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图,此时二者的连线通过地心、轨道半径之比为1∶4.若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力,则下列说法正确的是()图5A.站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动B.在图示轨道上,“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的16倍C.在图示轨道上,地球同步卫星的机械能大于“轨道康复者”的机械能D.若要对该同步卫星实施拯救,“轨道康复者”应从图示轨道上加速,然后与同步卫星对接8.(多选)(2019·江西南昌市第二次模拟)用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现.科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行实现外太空和地球之间便捷的物资交换,如图6所示.下列有关电梯仓的说法正确的是()图6A.电梯仓停在地球同步轨道站,缆绳对它有作用力B.电梯仓停在地球同步轨道站,缆绳对它无作用力C.电梯仓停在中间位置,缆绳对它有沿绳指向地心的作用力D.电梯仓停在中间位置,缆绳对它有沿绳背向地心的作用力9.(多选)(2020·安徽芜湖市模拟)假设宇宙中有两颗相距足够远的行星A和B,半径分别为R A 和R B.两颗卫星各自环绕行星运行周期的平方与轨道半径的三次方的关系如图7所示,两颗卫星环绕相应行星表面运行的周期都为T0.则()图7A.行星A的质量大于行星B的质量B.行星A的密度小于行星B的密度C.行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度D.当两行星的卫星轨道半径相同时,行星A的卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速度10.(2019·山东青岛二中上学期期末)卫星电话在抢险救灾中能发挥重要作用.第一代、第二代海事卫星只使用地球同步卫星,不能覆盖地球上的高纬度地区.第三代海事卫星采用地球同步卫星和中轨道卫星结合的方案,它由4颗同步卫星与12颗中轨道卫星构成.中轨道卫星高度为10 354千米,分布在几个轨道平面上(与赤道平面有一定的夹角),在这个高度上,卫星沿轨道旋转一周的时间为6小时.则下列判断正确的是()A.中轨道卫星的角速度小于地球同步卫星B.中轨道卫星的线速度小于地球同步卫星C.如果某一时刻中轨道卫星、地球同步卫星与地球的球心在同一直线上,那么经过6小时它们仍在同一直线上D.在中轨道卫星经过地面某点的正上方24小时后,该卫星仍在地面该点的正上方11.(多选)(2020·河南南阳市期末)轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造卫星被称为极地轨道卫星,它运行时经过南、北极的上空,气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道.如图8所示,若某颗极地轨道卫星,从北纬45°的正上方,按图示方向第一次运行到南纬45°的正上方用时45 min,则()图8A.该卫星的轨道半径与同步卫星轨道半径之比为1∶4B.该卫星的加速度与同步卫星加速度之比为16∶1C.该卫星的加速度与赤道上的人随地球自转的加速度之比为16∶1D.该卫星从一次经过赤道上的某点正上方,到再次经过该点正上方所用时间为24小时12.利用三颗位置适当的地球同步卫星,可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通信.目前,地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍.假设地球的自转周期变小,若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的,则地球自转周期的最小值约为()A.1 h B.4 h C.8 h D.16 h13.(2019·河南洛阳市尖子生一联)设金星和地球绕太阳中心的运动是公转方向相同且轨道共面的匀速圆周运动,金星在地球轨道的内侧(称为地内行星),在某特殊时刻,地球、金星和太阳会出现在一条直线上,这时候从地球上观测,金星像镶嵌在太阳脸上的小黑痣缓慢走过太阳表面,如图9所示,天文学称这种现象为“金星凌日”.假设地球公转轨道半径为R,“金星凌日”每隔t0年出现一次,则金星的公转轨道半径为()图9A.t01+t0R B.R(t01+t0)3C.R 3(1+t0t0)2D.R3(t01+t0)214.(2019·辽宁实验中学段考)我国建立在北纬43°的内蒙古赤峰草原天文观测站在金鸽牧场揭牌并投入使用,该天文观测站应用了先进的天文望远镜.现有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星,一位观测员在对该卫星观测时发现:每天晚上相同时刻该卫星总能出现在天空正上方同一位置,则卫星的轨道必须满足下列哪些条件(已知地球质量为M,地球自转的周期为T,地球半径为R,引力常量为G)()A.该卫星一定在同步卫星轨道上B.卫星轨道平面与地球北纬43°线所确定的平面共面C.满足轨道半径r=GMT24π2n2(n=1,2,3…)的全部轨道都可以D.满足轨道半径r=3GMT24π2n2(n=1,2,3…)的部分轨道都可以答案精析1.C [人造卫星在围绕地球做匀速圆周运动的过程中由万有引力提供向心力,根据万有引力定律和匀速圆周运动知识有G mM r 2=ma =m v 2r ,解得:v = GM r ,a =GM r2,由题意可知,卫星a 的轨道半径小于卫星c (b )的轨道半径,故卫星a 的线速度大于卫星c 的线速度;卫星b 和卫星c 的周期相同,轨道半径相同,故卫星b 的线速度等于卫星c 的线速度,卫星b 的向心加速度等于卫星c 的向心加速度,A 、B 项错误,C 项正确;由于不知道卫星的质量关系,故无法判断卫星a 的机械能与卫星b 的机械能关系,D 项错误.]2.D [7.9 km/s 是第一宇宙速度,是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度,所以b 卫星转动的线速度小于7.9 km/s ,故A 错误.对于b 、c 、d 三颗卫星,由开普勒第三定律:r 3T2=k ,知T b <T c <T b ,地球同步卫星的周期与地球自转周期相同,则有T a =T c ,因此有T b <T a =T c <T b ,故B 错误.b 卫星由重力提供向心力,其向心加速度等于重力加速度g ,而a 由重力和支持力的合力提供向心力,则a 的向心加速度小于重力加速度g ,故C 错误.对于b 、c 、d 三颗卫星,根据万有引力提供圆周运动向心力,有:G Mm r 2=m v 2r ,得v = GM r,卫星的动能为E k =12m v 2=GMm 2r,所以b 的动能最大;若要将卫星的轨道半径增大,卫星必须加速,机械能增大,所以d 的机械能最大,故D 正确.]3.B [根据万有引力定律F =G m 1m 2r2知,物体间的引力与两个物体的质量和两者之间的距离均有关,由于B 、C 两卫星的质量关系未知,所以B 、C 两颗卫星所受地球引力之比不一定为1∶9,故A 错误;C 卫星的轨道半径比B 卫星的轨道半径大,由开普勒第三定律知,B 卫星的公转周期小于C 卫星的公转周期,而C 卫星的公转周期等于地球自转周期,所以B 卫星的公转周期小于随地球自转物体的周期,因此B 卫星的公转角速度大于地面上跟随地球自转物体A 的角速度,故B 正确;物体在B 、C 卫星中均处于完全失重状态,物体对支持物的压力均为零,故C 错误;根据开普勒第三定律r 3T2=k ,知C 、B 卫星轨道半径之比为3∶1,则周期之比为33∶1,所以地球自转周期是B 卫星的运行周期的33倍(约为5.2倍),因此B卫星中的宇航员一天内可看到5次日出,故D 错误.]4.B [由题意可知,月球绕地球一周的过程中,其正面始终正对地球,据此可知,月球公转一周的时间内恰好自转一周,所以形成人们始终看不到月球背面的原因是月球绕地球的公转周期与其自转周期相同,故A 错误,B 正确;根据万有引力提供向心力可得,线速度为:v = GM r,地球的第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大环绕速度,所以月球绕地球公转的轨道线速度小于地球的第一宇宙速度,故C 错误;根据万有引力提供向心力可得,角速度为:ω=GM r 3,月球绕地球公转的轨道半径大于地球同步卫星绕地球运动的轨道半径,所以月球绕地球公转的角速度小于地球同步卫星绕地球运动的角速度,故D 错误.]5.C [根据万有引力提供圆周运动向心力,可得周期T = 4π2r 3GM,A 卫星的轨道半径为r A =R +h ,则T A =2π(R +h )3GM,故A 错误;卫星在轨道上加速或减速将改变圆周运动所需向心力,而提供向心力的万有引力保持不变,故卫星在轨道上加速或减速时卫星将做离心运动或近心运动而改变轨道高度,故不能追上或等候同一轨道上的卫星,需要C 卫星先减速后加速才能追上B 卫星,故B 错误;根据万有引力提供圆周运动的向心力可得,线速度v = GM r ,可知轨道半径越大线速度越小,因r A <r B =r C ,可知v A >v B =v C ,故C 正确;根据万有引力提供圆周运动的向心力可得向心加速度a =GM r2,可知轨道半径越大向心加速度越小,因r A <r B =r C ,可知a A >a B =a C ,故D 错误.]6.C [根据G Mm r 2=m v 2r =mω2r =m 4π2r T2=ma ,解得ω= GM r 3,则地球与火星的公转角速度大小之比为33∶22,选项A 错误;v =GM r ,则地球与火星的公转线速度大小之比为62,选项B 错误;T =2πr 3GM ,则地球与火星的公转周期之比为22∶33,选项C 正确;a =GM r2,则地球与火星的向心加速度大小之比为9∶4,选项D 错误.] 7.BD [因“轨道康复者”的高度低于同步卫星的高度,可知其角速度大于同步卫星的角速度,也大于站在赤道上的观察者的角速度,则站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向东运动,故A 错误;由G Mm r 2=ma 得:a =GM r 2,在图示轨道上,“轨道康复者”与地球同步卫星加速度大小之比为a 1a 2=r 22r 12=4212=16,故B 正确;因“轨道康复者”与地球同步卫星的质量关系不确定,则不能比较机械能的关系,故C 错误;“轨道康复者”应从图示轨道上加速后,轨道半径增大,与同步卫星轨道相交,则可进行对接,故D 正确.]8.BD [电梯仓停在地球同步轨道站时,万有引力全部提供向心力,所以缆绳对它无作用力,故A 错误,B 正确;电梯仓停在中间位置时,由于电梯仓的角速度与地球自转角速度相等,电梯仓做圆周运动的半径比同步轨道的半径小,所需的向心力比同步轨道的半径小,而受到的万有引力比在同步轨道上的大,所以缆绳对它有沿绳背向地心的作用力,故C 错误,D 正确.]9.AD [G Mm r 2=m 4π2T 2r ,解得M =4π2G ·r 3T 2,从题图中可知斜率越小,r 3T 2越大,质量越大,所以行星A 的质量大于行星B 的质量,A 正确;根据题图可知,两颗卫星在相应行星表面做匀速圆周运动的周期相同,密度ρ=M V =M 43πR 3=4π2G ·R 3T 0243πR 3=3πGT 02,所以行星A 的密度等于行星B 的密度,B 错误;第一宇宙速度v =2πR T 0,A 的半径大于B 的半径,卫星环绕行星表面运行的周期相同,则A 的第一宇宙速度大于行星B 的第一宇宙速度,C 错误;根据G Mm r 2=ma 得a =G M r 2,当两行星的卫星轨道半径相同时,A 的质量大于B 的质量,则行星A 的卫星向心加速度大于行星B 的卫星向心加速度,D 正确.]10.D [根据万有引力提供向心力GMm r 2=mω2r ,ω=GM r 3,中轨道卫星的轨道半径小于同步卫星,轨道半径小的角速度大,所以中轨道卫星的角速度大于地球同步卫星,故A 错误;根据v =ωr 得v = GM r,中轨道卫星的轨道半径小,线速度大,B 错误;经过6小时,中轨道卫星旋转一周,而同步卫星与地球旋转14周,故不可能在同一直线上,故C 错误;24小时后地球旋转1周,中轨道卫星完成4周,则卫星仍在地面该点的正上方,所以D 选项是正确的.]11.ABD [由题意可知,卫星的周期:T =360°90°×45 min =180 min =3 h .根据万有引力提供向心力,由牛顿第二定律有:GMm r 2=m 4π2T2r ,解得:r = 3GMT 24π2,该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比r ∶r 同步= 3T 2T 同步2=1∶4,故A 正确;根据万有引力提供向心力,由牛顿第二定律有:GMm r 2=ma ,解得:a =GM r2,该卫星加速度与同步卫星加速度之比a ∶a 同步=r 同步2∶r 2=16∶1,故B 正确;根据加速度a =ω2r ,赤道上的人随地球自转的加速度比同步卫星的加速度小,所以该卫星的加速度与赤道上的人随地球自转的加速度之比大于16∶1,故C 错误;地球的自转周期为24 h ,从卫星经过赤道上的某点正上方开始,24 h 内该卫星刚好转了8圈,又经过赤道上的该点正上方,故D 正确.]12.B [地球自转周期变小,卫星要与地球保持同步,则卫星的公转周期也应随之变小,由开普勒第三定律r 3T 2=k 可知卫星离地球的高度应变小,要实现三颗卫星覆盖全球的目的,则卫星周期最小时,由数学几何关系可作出卫星间的位置关系如图所示.卫星的轨道半径为r =R sin 30°=2R 由r 13T 12=r 23T 22)得 (6.6R )3242=(2R )3T 22. 解得T 2≈4 h .]13.D [根据开普勒第三定律有R 金3R 3=T 金2T 地2,“金星凌日”每隔t 0年出现一次,故(2πT 金-2πT 地)t 0=2π,已知T 地=1年,联立解得R 金R = 3(t 01+t 0)2,因此金星的公转轨道半径R 金=R3(t01+t0)2,故D正确.]14.D[同步卫星只能定点在赤道的正上方,则该卫星一定不是同步卫星,故A错误;卫星的轨道平面必须经过地心,不可能与地球北纬43°线所确定的平面共面,故B错误;卫星的周期可能为T′=Tn ,n=1,2,3…,根据G Mmr2=m4π2T′2r,解得r=3GMT24π2n2(n=1,2,3…),满足这个表达式的部分轨道即可,故C错误,D正确.]。
天体运动与地理位置的关系天体运动是指天体在天空中的运动轨迹和规律。
地理位置是指地球上某一地点的具体位置。
天体运动与地理位置之间存在着密切的联系和相互影响,下面将从地球自转、公转、地理坐标以及天体观测四个方面来探讨天体运动与地理位置的关系。
一、地球自转与地理位置的关系地球自转是指地球围绕自身的轴心旋转一周所需的时间,即地球自西向东的旋转。
地球自转带来了自然日、昼夜变化以及地球表面风向、水流和大气环流等现象。
同时,地球自转还与地理位置息息相关。
地球自转影响了不同地理位置的日照时间和昼夜长度。
在地球北半球,当北极倾斜向太阳时,对应的是夏季,昼夜长度较长,白天更长,而晚上较短。
相反,当北極倾斜远离太阳时,对应的是冬季,昼夜长度较短,晚上更长。
而在地球南半球的情况则正好相反。
这种昼夜长度的差异导致了不同地理位置的气候和季节的变化。
二、地球公转与地理位置的关系地球公转是指地球绕太阳运行一周所需的时间,地球公转轨道呈椭圆形,因此地球与太阳的距离在一年中是变化的。
地球公转对地理位置的影响主要体现在季节的变化以及气候的差异。
地球绕太阳公转的轨迹决定了不同地理位置在不同时间所受到的太阳辐射的强度和角度。
在地球公转过程中,南北半球的季节会发生交替变化。
当地球北半球向太阳倾斜时,对应的是夏季,接受到的太阳辐射较为强烈,温度较高;而当北極远离太阳时,对应的是冬季,太阳辐射较弱,温度较低。
南半球的情况则与之相反。
这种季节的变化和不同地理位置下的气候差异直接影响了植物的生长、动物的迁徙以及农业生产等。
三、地理坐标与地理位置的关系地理坐标是用来表示地球上某一地点位置的坐标系统。
常用的地理坐标包括经度和纬度。
地理位置的不同意味着经度和纬度数值的不同,而这与天体运动有着密切的联系。
经度决定了地球上的不同时区和经度线的分布。
地球被划分为24个时区,每个时区相差15度经度。
当地理位置的经度增加或减少一度,相应的时间会加或减15分钟。
这是因为地球自转一周需要24小时,而360度除以24小时等于15度/小时。
宇宙位置知识点总结宇宙是一个神秘而又令人着迷的领域,它包含了无数的星球、恒星、星系和宇宙空间。
在如此庞大而又复杂的宇宙中,了解宇宙中的位置知识点是非常重要的。
在这篇文章中,我将为大家总结一些关于宇宙位置知识点的重要信息,希望能够帮助大家更好地了解宇宙的奥秘。
宇宙的位置宇宙的位置是一个非常复杂的概念,因为宇宙是无边无际的。
然而,我们可以通过一些方法来描述宇宙中的位置关系。
首先,我们可以用坐标系来描述宇宙中的位置。
例如,我们可以用三维坐标系来描述一个星系的位置,其中x、y、z轴分别表示了宇宙中的三个维度。
此外,我们还可以用恒星、星球、星系等天体之间的距离来描述宇宙中的位置关系。
不管是用坐标系还是距离来描述,都可以帮助我们更好地理解宇宙中的位置关系。
太阳系的位置太阳系是我们所在的星系,它包含了太阳、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星等行星,以及一些小行星和彗星等。
太阳系的位置禽与银河系,银河系是太阳系所在的星系。
相比于银河系的庞大,太阳系只是银河系中的一个小小的角落。
银河系中心存在一个巨大的黑洞,这个黑洞对整个银河系的形态和动力学都起着至关重要的作用。
银河系的位置银河系是宇宙中的一颗星系,它包含了数百亿颗星星、行星、恒星、小行星和彗星等。
银河系的位置也是一个非常复杂的概念。
根据天文学家的研究,银河系大致被认为是一个长方形的形状,它的中心点是一个被称为“银心”的区域。
银河系的直径大约是10万光年,厚度大约是1千光年。
银河系的位置关系最初的研究是通过观测它与其他星系的相对运动来确定的。
例如,通过观测彗星、恒星和宇宙射线等来确定银河系与其他星系之间的位置关系。
宇宙的位置关系除了太阳系、银河系之外,宇宙中还存在着无数的其他星系。
这些星系之间的位置关系也是非常重要的。
而这些星系之间的相对位置关系是通过测量它们之间的距离和相对速度来描述的。
目前,科学家们通过观测一些特殊的天体,如超新星、脉冲星和宇宙微波背景辐射等,来研究宇宙中的位置关系。
天体运行规律核心一个在90000 千米以上的时空社会天体机构分为散体和群体,实体社会内部漆黑无限广,时空社会就是一个实体社会“宇宙”。
通过宇宙中的一切天体运行它们由什么关系产生发光,什么控制下使它们在宇宙中运行,为什么能运转和延续下去,什么天体运行至西向东的呢?这一切的一切神奇之处布遍整个宇宙,十全十美的神奇。
天之上无所不神奇,真是使人目瞪口呆,赏心悦目啊!因此,那个绚丽多彩亮莹莹的,说有多么美丽就有多么美丽,说有多么神秘就有多么神秘的宇宙,浩浩长空的星星点点的看也看不饱。
神秘伴随着宇宙成长到永远,深邃而又高超的宇宙社会永不改变。
公元2 世纪,托勒密成立了地心说。
研究表明:宇宙中心,其内的天体围绕地球自转。
因此他们误认为地球就是宇宙中心,而其他的星体都是绕着它而运行的。
古代许多的学者就对宇宙的构造开始有其他想法了。
在希腊亚里士多德和托勒密提出位于宇宙中心的地球周遭全天体公转的想法;提出地球正是宇宙中心自转的想法;太阳不是宇宙中心;提出正在自转公转的想法;位于宇宙中心的太阳绕地球公转想法多个世纪以来托勒密的地心说也是一大堆误解与误认,后来广大人民破解了地球根本不是宇宙中心而是庞大的太阳系中第三颗的行星,托勒密在地心说论文里提到全天球的天体都围绕地球去运行,在现今广众的人们早已自知这一切理论全是错误。
太阳位于太阳系中心,圆周里的九大行星是太阳系的成员,至于其他星体也存在太阳系内部成为一个整体天体系统。
对于宇宙中的茫茫天体不是围绕太阳运行的,因为这一切天体是围绕宇宙核心去运行的。
这一系列事已经成了,众大人们已是改变地心说的认为了根据科学家“哥白尼”,成立了日心说以来全球众多的相同研究者都认同哥白尼成立的日心说,他们认为太阳是宇宙的中心,太阳是不动的,地球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动。
年代一久人们就发现太阳根本不是宇宙中心而是太阳系的中心,其另一方面日心说提到宇宙中的一切天体都是一同围绕太阳运行,并且只要太阳存在,宇宙里天体就会绕太阳运行到永远。
新理论解释环绕天体和中心天体的位置关系如果没有其他天体的影响,每一个独立的环绕天体和中心天体的位置关系都是:环绕天体在中心天体的赤道平面上。
即使有其他天体的影响,环绕天体也不会偏离中心天体所在赤道平面太多。
解析如下:我2013年同时在科学智慧火花栏目发表的《地球重力场是由于地球的辐射和自转形成的》及美国物理学会发表的《引力的辐射说》指出:引力场形成的条件:1、辐射,2、自转,缺一不可。
辐射、自转是任何一个物体都具备的,自转的物体产生引力场——弯曲的引力空间,弯曲的引力空间通过作用存在引力场之内物体的辐射产生引力,即弯曲的引力空间“下压”存在引力场的物体,其实就是向心,向心的原因是因为离转动中心越近引力空间的弯曲程度越大,和万有引力论述的两个物体的引力和距离的平方成反比是一致的。
任何物理都在辐射,辐射使物体的质量减少。
物体由于辐射减少的质量与物体的密度、热力学温度、表面积、时间的乘积成正比。
数学表达式,m = B ×ρ×T ×S ×t ,其中B是比例常数,ρ是物体密度,T 是热力学温度,S 是物体表面积,t 是物体辐射的时间。
由辐射的数学表达式得出:温度大于热力学温标零度的物质都会辐射。
引力、引力场,地球辐射和自转的过程是形成引力场的过程。
推广到一般,所以要准确描述引力、引力场的大小必须考虑辐射和自转。
引力形成引力场的重要因素是辐射、自转,由辐射的数学表达式可知,物体辐射的强度和物体的密度、温度、表面积有关,形成引力场的另一个因数是自转。
由上述分析可知,万有引力定律的逻辑描述是正确的,即描
述引力的制约方式是正确的,但是确定引力的制约因素是物体的质量不准确。
有上述分析可知,应该用物体的辐射强度和自转角速度的乘积代替万有引力定律中的质量。
引力的表达式为:F=G(B ×ρ1 ×T 1×S1×ω1)(B ×ρ2 ×T 2×S 2×ω2)/R2,所以引力场强的大小的表达式是:E=G(B ×ρ×T ×S×ω)/R2,其中,R是距辐射源中心的距离,ω是辐射源自转的角速度,G是引力恒量(不是万有引力恒量)。
从上述分析我们可以得知:天体引力的大小主要决定于天体的辐射强度和自转角速度,由于辐射的随机性和不确定性,必然导致天体中部辐射最强(在天体中部射线出现的概率最大),同一天体其自转的角速度相同,所以同一天体引力最大部位应该在该天体的赤道平面上,这样很容易得出:每一个独立的环绕天体和中心天体的位置关系都是——环绕天体在中心天体的赤道平面上。
星系发展到一定阶段(星系成熟阶段)都应该呈现像太阳系的形状。
实例证明:太阳系的形状,在太阳系中行星系的形状,银河系的形状,都证明这一结论。
参考文献:
1、2013本栏目发表的《地球重力场是由于地球的辐射和自转形
成的》。